JP2010068608A - コアレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】加工を要することなく容易に回転子のバランス調整を行うことができるコアレスモータを提供すること。
【解決手段】円筒状のコイル５を備えたカップ型の回転子２と、該回転子２の内側に固設された永久磁石から成る固定子３と、該固定子３と前記回転子２を収容するハウジング４を備えたコアレスモータ１において、挟持部１５ａを備えた横断面Ｕ字状又はコ字状の弾性部材から成るクリップ状のバランスウェイト１５を前記コイル５の開放端周縁に挟着する。又、前記バランスウェイト１５を前記コイル５の開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子を有するコアレスモータに関するものである。

コアを有さないこの種のコアレスモータは、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを含んで構成されるが、小型化が可能であるために例えばラジオコントロール模型の駆動源や監視カメラ、医療機器等に使用されている。

斯かるコアレスモータにおいては、高速で回転する回転子にアンバランスが生じている場合には、振動及び騒音が発生して正常な運転が不可能となる。

そこで、従来から回転子のバランス調整がなされており、その方法として例えば回転子を組み立てた後にバランス測定装置によって回転子のアンバランス位置とアンバランス量を測定し、その測定結果に基づいて回転子にバランス調整用パテを取り付けてバランスを修正した後、再びバランス測定装置によって回転子のアンバランス位置とアンバランス量を測定してバランス調整を行い、回転子のアンバランス量が所定の許容範囲内に入るまで以上の作業を繰り返すという方法が行われている。

又、特許文献１には、回転子鉄心に複数個の孔を形成し、この孔にバランス調整ピンを圧入等の方法によって装着することによって回転子のバランス調整を行う技術が提案されている。
特開２００４−１５９４７４号公報

ところが、回転子にバランス調整用パテを取り付ける方法では、回転子の回転中にバランス調整用パテが遠心力によって脱落する可能性があり、その対策を講じる必要がある他、作業性が悪く、作業工数が多いという問題がある。

又、特許文献１に記載された技術においては、回転子鉄心にバランス調整ピンを装着するための孔を別途加工する必要があり、余計な加工工数を要する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、加工を要することなく容易に回転子のバランス調整を行うことができるコアレスモータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを備えたコアレスモータにおいて、挟持部を備えた横断面Ｕ字状又はコ字状の弾性部材から成るクリップ状のバランスウェイトを前記コイルの開放端周縁に挟着したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記バランスウェイトを前記コイルの開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記バランスウェイトを非磁性材料で構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記バランスウェイトの挟持部の前記コイルへの接触面をコイルの軸方向に沿う凸曲面としたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記バランスウェイトの挟持部の前記コイルへの接触面をコイルの周方向の曲率に沿う円弧曲面としたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、クリップ状のバランスウェイトを既存のコイルの開放端周縁のアンバランス位置に挟着することによって、回転子に何ら加工を要することなく容易に回転子のバランス調整を行うことができ、回転中にバランスウェイトが脱落することもない。又、横断面Ｕ字状又はコ字状の弾性部材から成るバランスウェイトを弾性変形させてコイルの開放端周縁に容易に取り付けることができ、線径や巻き方の違いによるコイルの厚さの違いに柔軟に対応することができる。

請求項２記載の発明によれば、バランスウェイトをコイルの開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにしたため、回転中の遠心力によるバランスウェイトの脱落が一層確実に防がれるとともに、接着する前にバランスウェイトの位置調整を容易に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、バランスウェイトを非磁性材料で構成することによって、コイルに生じる磁界がバランスウェイトによって影響を受けることがなく、回転子の安定した回転が可能となる。

請求項４記載の発明によれば、バランスウェイトの挟持部のコイルへの接触面をコイルの軸方向に沿う凸曲面としたため、該バランスウェイトのコイルへの接触面が滑らかで且つ接触面積が小さく抑えられ、バランスウェイトの取り付けをスムーズに行うことができるとともに、コイルの絶縁層への傷付きを防ぐことができる。

請求項５記載の発明によれば、バランスウェイトの挟持部のコイルへの接触面をコイルの周方向の曲率に沿う円弧曲面としたため、バランスウェイトをコイルに確実に取り付けることができ、取り付けた後に該バランスウェイトを容易にスライド移動させてその位置を調整することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るコアレスモータの半裁断面図、図２は同コアレスモータの回転子の側断面図、図３は図２の矢視Ａ方向の部分図である。

本発明に係るコアレスモータ１は、図１に示すように、カップ型の回転子２と、該回転子２の内側に固設された永久磁石から成る固定子３と、これらの回転子２と固定子３を収容するハウジング４を備えている。

上記回転子２は、図２に示すように、導線を巻回して成る円筒状のコイル５と、該コイル５の軸方向一端（図２の右端）内周に嵌着された円板状の支持板６と、該支持板６の中心部に挿通支持された回転軸７と、支持板６に取り付けられた整流子片（コミュテータ）８を含んで構成されており、整流子片８とコイル５とは不図示のタップが介して電気的に接続されている。

又、図１に示すように、前記ハウジング４の長手方向一端（図１の右端）内周にはブラシ台９が嵌着されており、このブラシ台９の内周部には、前記整流子片８に接触するブラシ１０が保持されている。そして、ブラシ１０からは複数本の端子１１が延びており、これらの端子１１は不図示の電源に接続されている。尚、端子１１をリード線で構成しても良い。

更に、ハウジング４の長手方向他端（図１の左端）には軸受ハウジング１２が取り付けられており、この軸受ハウジング１２には２つの軸受１３，１４が軸方向に適当な間隔を設けて保持されている。

而して、コアレスモータ１においては、回転子２がハウジング４内に回転可能に収容され、その内側に前記固定子３が固設されているが、回転子２の回転軸７は、軸受ハウジング１２に保持された前記軸受１３，１４によって回転可能に支持されている。

以上のように構成されたコアレスモータ１において、不図示の電源から端子１１、ブラシ１０、整流子片８及び不図示のタップを経て回転子２のコイル５に通電されると、該コイル５に発生する磁力と固定子３の磁力によって回転子２が所定の速度で回転駆動される。

ところで、回転子２にアンバランスが生じている場合には、該回転子２の回転によって振動と騒音が発生し、コアレスモータ１の安定した運転が不可能となる。

そこで、本実施の形態では、挟持部１５ａを備えたクリップ状のバランスウェイト１５をコイル５の開放端周縁のアンバランス位置に挟着するようにした。ここで、回転子２のアンバランス位置とアンバランス量は不図示のバランス測定装置によって測定され、測定されたアンバランス量に応じた大きさ（質量）のバランスウェイト１５がコイル５の開放端周縁のアンバランス位置に挟着される。尚、バランスウェイト１５は質量と大きさの異なるものが多数用意されている。

而して、本実施の形態では、バランスウェイト１５をコイル５の開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにした。具体的には、バランスウェイト１５の挾持部１５ａに熱硬化性接着剤を塗布し、挾持部１５ａをコイル５の開放端周縁に嵌め込んでバランスウェイト１５をコイル５の開放端周縁に挟着した後、該バランスウェイト１５をコイル５上で周方向に移動させて位置調整を行い、バランスウェイト１５の位置が決まったところで熱を加えて熱硬化性接着剤を硬化させてバランスウェイト１５をコイル５に接着する。このようにバランスウェイト１５の接着に熱硬化性接着剤を用いると、バランスウェイト１５をコイル５に接着する前に該バランスウェイト１５の位置調整をコイル５上で容易に行うことができる。

上記バランスウェイト１５は、図１及び図２に示すように、横断面Ｕ字状又はコ字状の非磁性の弾性部材で構成されており、弾性部材としてはＰＯＭ、ＰＥＴ、ＰＢＴ等の樹脂材又は非磁性材が好適に使用される。

又、バランスウェイト１５の挟着部１５ａのコイル５への接触面はコイル５の内外周面に沿う円弧面とされており、図３に示すように、バランスウェイト１５は、これをコイル５に取り付けた状態においてコイル５の軸方向から見て扇形に成形されている。このため、バランスウェイト１５は、これをコイル５の開放端縁に取り付けた状態において、その挟着部１５ａの全面がコイル１５の内外周面に密着した状態でコイル５に強固に固定される。

以上のように、本実施の形態においては、クリップ状のバランスウェイト１５を既存のコイル５の開放端周縁のアンバランス位置に挟着するようにしたため、回転子２に何ら加工を施すことなく容易に回転子２のバランス調整を行うことができ、回転中にバランスウェイト１５が脱落することもない。特に、本実施の形態では、バランスウェイト１５をコイル５の開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにしたため、回転中の遠心力によるバランスウェイト１５のコイル５からの脱落が一層確実に防がれるとともに、接着する前にバランスウェイト１５の位置調整を容易に行うことができる。

又、横断面Ｕ字状又はコ字状の弾性部材から成るバランスウェイト１５を弾性変形させてコイル５の開放端周縁に容易に取り付けることができ、線径や巻き方の違いによるコイル５の厚さの違いに柔軟に対応することができる。

更に、バランスウェイト１５を非磁性の樹脂材又は非磁性体で構成したため、コイル５に生じる磁界がバランスウェイト１５によって影響を受けることがなく、回転子２の安定した回転が可能となる。

ここで、バランスウェイト１５の別形態を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。尚、図４（ａ）〜（ｃ）はバランスウェイトの別形態を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。

図４（ａ）に示すバランスウェイト１５は、挟着部１５ａのコイル５の内外周面への接触面をコイル５の軸方向（図の左右方向）に沿う凸曲面としており、図４（ｂ）に示すバランスウェイト１５は、挟着部１５ａのコイル５の外周面への接触面のみをコイル５の軸方向に沿う凸曲面としており、このように構成することによってバランスウェイト１５のコイル５への接触面が滑らかで且つ接触面積が小さく抑えられ、バランスウェイト１５の取り付けをスムーズに行うことができるとともに、コイル５の絶縁層への傷付きを防ぐことができる。

又、図４（ｃ）に示すバランスウェイト１５は、挟着部１５ａのコイル５の外周面への接触面の一部に突起１５ｂを突設しており、この突起１５ｂがコイル５の外周面に係合することによってバランスウェイト１５のコイル５からの脱落が一層確実に防がれる。ここで、突起１５ｂをコイル５の外周面に沿う凸曲面とすることによって、バランスウェイト１５のコイル５への接触面が滑らかで且つ接触面積が小さく抑えられ、バランスウェイト１５の取り付けをスムーズに行うことができるとともに、コイル５の絶縁層への傷付きを防ぐことができる。

本発明に係るコアレスモータの半裁断面図である。 本発明に係るコアレスモータの回転子の側断面図である。 図２の矢視Ａ方向の部分図である。 （ａ）〜（ｃ）はバランスウェイトの種々の形態を示す図３のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ コアレスモータ
２ 回転子
３ 固定子
４ ハウジング
５ コイル
６ 支持板
７ 回転軸
８ 整流子片
９ ブラシ台
１０ ブラシ
１１ 端子
１２ 軸受ハウジング
１３，１４ 軸受
１５ バランスウェイト
１５ａ バランスウェイトの挾持部
１５ｂ バランスウェイトの突起

Claims (5)

1. 円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを備えたコアレスモータにおいて、
   挟持部を備えた横断面Ｕ字状又はコ字状の弾性部材から成るクリップ状のバランスウェイトを前記コイルの開放端周縁に挟着したことを特徴とするコアレスモータ。
2. 前記バランスウェイトを前記コイルの開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着したことを特徴とする請求項１記載のコアレスモータ。
3. 前記バランスウェイトを非磁性材料で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のコアレスモータ。
4. 前記バランスウェイトの挟持部の前記コイルへの接触面をコイルの軸方向に沿う凸曲面としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のコアレスモータ。
5. 前記バランスウェイトの挟持部の前記コイルへの接触面をコイルの周方向の曲率に沿う円弧曲面としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のコアレスモータ。
   

Images